JP2020091232A - Medical image processor, nuclear medicine diagnosis device, method for processing medical image, and learning device - Google Patents

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Abstract

To precisely estimate information on the coarctation of a coronary artery on the basis of a clear image of the inside state of a heart.SOLUTION: The medical image processor according to an embodiment includes a first acquisition unit and a coarctation information generation unit. The first acquisition unit acquires a nuclear medicine diagnosis image obtained by scanning the heart of a subject. The coarctation information generation unit generates information on the coarctation of a coronary artery of the subject by inputting at least the nuclear medicine diagnosis image acquired by the first acquisition unit into a learned model which outputs the information on the coarctation of the coronary artery of the subject on the basis of at least the nuclear medicine diagnosis image.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置、核医学診断装置、医用画像処理方法、および学習装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a medical image processing apparatus, a nuclear medicine diagnosis apparatus, a medical image processing method, and a learning apparatus.

シンチグラフィを行なうための核医学診断装置が知られている。核医学診断装置には、SPECT(Single Photon Emission computed Tomography)装置やPET(Positron Emission Tomography)装置がある。核医学診断装置は、放射性同位元素(Radio Isotope;RI)を含む血流マーカやトレーサなどの薬品が生体内の特定組織や臓器に選択的に取り込まれる性質を利用して、生体内に分布したRIから放射されるガンマ線を、生体外に配設されたガンマ線検出器を有するガンマカメラで検出する。核医学診断装置は、ガンマ線検出器によって検出したガンマ線の線量分布を画像化した核医学診断画像を生成することで、被検体(患者)の内部画像を提供することができる。 A nuclear medicine diagnostic device for performing scintigraphy is known. The nuclear medicine diagnostic apparatus includes a SPECT (Single Photon Emission computed Tomography) apparatus and a PET (Positron Emission Tomography) apparatus. A nuclear medicine diagnostic device is distributed in a living body by utilizing the property that a drug such as a blood flow marker or a tracer containing a radioisotope (RI) is selectively taken into a specific tissue or organ in the living body. The gamma rays emitted from the RI are detected by a gamma camera having a gamma ray detector arranged outside the living body. The nuclear medicine diagnostic apparatus can provide an internal image of the subject (patient) by generating a nuclear medicine diagnostic image in which the dose distribution of gamma rays detected by the gamma ray detector is imaged.

核医学診断装置は、主に被検体の頭部や心臓を対象として使用されている。心臓を検査する場合、核医学診断装置によって負荷SPECT検査が行われ、ある程度の異常が発見された場合に冠動脈CT検査が行われる。冠動脈CT検査は造影剤を用いるため被検体のアレルギー体質に配慮が必要であり、透析、糖尿病、喘息等の患者に対してはなるべく回避されることが好ましい。このため、上記の属性を有する被検体に対しては、まず負荷SPECT検査を行い、軽度灌流異常や判定困難であることが判明した場合に冠動脈CT検査を行うことが行われてきた。しかしながら、従来の技術では、負荷SPECT検査などの核医学診断装置による検査の結果、すなわち心臓の内部状態を表す画像から冠動脈の狭窄に関する情報を精度よく推定することができない場合があった。 The nuclear medicine diagnostic apparatus is mainly used for the head or heart of a subject. When inspecting the heart, a stress SPECT inspection is performed by a nuclear medicine diagnostic device, and a coronary CT inspection is performed when some abnormality is found. Since a coronary CT examination uses a contrast medium, it is necessary to consider the allergic constitution of the subject, and it is preferable to avoid it for patients with dialysis, diabetes, asthma, etc. as much as possible. For this reason, a load SPECT test is first performed on a subject having the above-mentioned attributes, and a coronary CT test is performed when it is determined that a mild perfusion abnormality or determination is difficult. However, in the related art, there are cases where it is not possible to accurately estimate the information regarding the stenosis of the coronary artery from the result of the examination by the nuclear medicine diagnostic apparatus such as the load SPECT examination, that is, the image showing the internal state of the heart.

米国特許出願公開第2017/0071479号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2017/0071479

本発明が解決しようとする課題は、心臓の内部状態を表す画像に基づいて冠動脈の狭窄に関する情報を精度よく推定することである。 The problem to be solved by the present invention is to accurately estimate information on stenosis of a coronary artery based on an image representing the internal state of the heart.

実施形態の医用画像処理装置は、第1取得部と、狭窄情報生成部とを持つ。第1取得部は、被検体の心臓をスキャンして得られる核医学診断画像を取得する。狭窄情報生成部は、少なくとも核医学診断画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデルに、少なくとも前記第1取得部により取得された核医学診断画像を入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する。 The medical image processing apparatus according to the embodiment has a first acquisition unit and a stenosis information generation unit. The first acquisition unit acquires a nuclear medicine diagnostic image obtained by scanning the heart of the subject. The stenosis information generation unit, by inputting the nuclear medicine diagnosis image acquired by at least the first acquisition unit to a learned model that outputs information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject based on at least the nuclear medicine diagnosis image, Generating information about the stenosis of the coronary artery of the subject.

第1の実施形態に係る核医学診断装置1の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the nuclear medicine diagnostic apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment. PolarMapが作成される様子を模式的に示す図。FIG. 5 is a diagram schematically showing how a PolarMap is created. 負荷時と安静時のPolarMapを比較した図。The figure which compared PolarMap at the time of load and at rest. 学習装置100の構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the learning device 100. モデル生成機能154による処理の内容を模式的に示す図。The figure which shows the content of the process by the model generation function 154 typically. 狭窄情報生成機能75による処理の内容を模式的に示す図。The figure which shows typically the content of the process by the stenosis information generation function 75. 狭窄情報生成機能75の処理結果としてディスプレイ54に表示される画像を例示した図(その1)。The figure which illustrated the image displayed on the display 54 as a processing result of the stenosis information generation function 75 (the 1). 狭窄情報生成機能75の処理結果としてディスプレイ54に表示される画像を例示した図(その2)。The figure which illustrated the image displayed on the display 54 as a processing result of the stenosis information generation function 75 (the 2). 狭窄情報生成機能75の処理結果としてディスプレイ54に表示される画像を例示した図(その3)。The figure which illustrated the image displayed on the display 54 as a processing result of the stenosis information generation function 75 (the 3). モデル生成機能154により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。9 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the model generation function 154. コンソール装置50により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of the process performed by the console device 50. 第2の実施形態に係る医用サービス提供装置200の構成と、核医学診断装置1Aとの関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the structure of the medical service provision apparatus 200 which concerns on 2nd Embodiment, and the nuclear medicine diagnostic apparatus 1A.

以下、実施形態の医用画像処理装置、核医学診断装置、医用画像処理方法、および学習装置を、図面を参照して説明する。以下の実施形態では、核医学診断装置はSPECT装置であるものとするが、核医学診断装置はSPECT装置に限らず、PET装置であってもよい。 Hereinafter, a medical image processing apparatus, a nuclear medicine diagnosis apparatus, a medical image processing method, and a learning apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the nuclear medicine diagnostic device is assumed to be a SPECT device, but the nuclear medicine diagnostic device is not limited to the SPECT device and may be a PET device.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る核医学診断装置1の一例を示すブロック図である。核医学診断装置1は、例えば、スキャナ装置10と、コンソール装置50とを備える。第1の実施形態では、コンソール装置50が医用画像処理装置の一例である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a nuclear medicine diagnosis apparatus 1 according to the first embodiment. The nuclear medicine diagnostic device 1 includes, for example, a scanner device 10 and a console device 50. In the first embodiment, the console device 50 is an example of a medical image processing device.

[スキャナ装置]
スキャナ装置10は、例えば、固定架台12と、回転架台14と、回転駆動装置16と、120度ずつずらして回転架台14に取り付けられた3組のガンマ線検出器20およびコリメータ22と、コリメータ駆動回路24と、データ収集回路26と、天板30と、天板駆動装置32とを備える。
[Scanner device]
The scanner device 10 includes, for example, a fixed mount 12, a rotary mount 14, a rotary drive device 16, three sets of gamma ray detectors 20 and collimators 22 mounted on the rotary mount 14 while being shifted by 120 degrees, and a collimator drive circuit. 24, a data collection circuit 26, a top plate 30, and a top plate drive device 32.

固定架台12は、スキャナ装置10が設置される室内の床に固定される。回転架台14は、固定架台12に対して回転軸AX回りに回転可能に支持される。被検体Pは、体軸が回転架台14の回転軸AXと略平行になるように天板30に載置される。 The fixed base 12 is fixed to the floor in the room where the scanner device 10 is installed. The rotary base 14 is supported rotatably around the rotation axis AX with respect to the fixed base 12. The subject P is placed on the top plate 30 so that the body axis thereof is substantially parallel to the rotation axis AX of the rotary mount 14.

回転駆動装置16は、回転架台14を回転軸AX周りに回転させる。回転駆動装置16は、例えば、モータなどの駆動手段、駆動手段を制御するための電子部品、および駆動手段の回転軸の回転力を回転架台14に伝達するローラなどの伝達手段を有する。回転駆動装置16は、処理回路70により制御される。例えば、処理回路70は、回転架台14を介してガンマ線検出器20を回転軸AX周りに連続的に、あるいはステップ的に回転させることで、複数方向からの被検体Pの投影データを収集することを可能にする。 The rotation drive device 16 rotates the rotary mount 14 around the rotation axis AX. The rotary drive device 16 has, for example, drive means such as a motor, electronic components for controlling the drive means, and transmission means such as rollers for transmitting the rotational force of the rotation shaft of the drive means to the rotary mount 14. The rotation driving device 16 is controlled by the processing circuit 70. For example, the processing circuit 70 collects the projection data of the subject P from a plurality of directions by rotating the gamma ray detector 20 around the rotation axis AX continuously or stepwise via the rotary mount 14. To enable.

ガンマ線検出器20は、被検体Pに投与されたテクネシウムなどのRI(放射性同位元素)により放射されるガンマ線を検出する。ガンマ線検出器20の検出タイミングは、処理回路70によって制御される。ガンマ線検出器20は、例えば、シンチレータ型検出器、または半導体型検出器である。これについては後述する。 The gamma ray detector 20 detects gamma rays emitted by RI (radioisotope) such as technesium administered to the subject P. The detection timing of the gamma ray detector 20 is controlled by the processing circuit 70. The gamma ray detector 20 is, for example, a scintillator type detector or a semiconductor type detector. This will be described later.

コリメータ22は、ガンマ線検出器20に入射するガンマ線の入射角度を規制する。コリメータ22は、鉛やタングステンなどの放射線を透過しづらい物質により形成される。コリメータ22には、光子が飛来する方向を規制するための複数の孔が設けられる。この孔の断面は、例えば六角形などの多角形形状を有する。 The collimator 22 regulates the incident angle of gamma rays that enter the gamma ray detector 20. The collimator 22 is formed of a substance such as lead or tungsten that is hard to transmit radiation. The collimator 22 is provided with a plurality of holes for controlling the direction in which photons fly. The cross section of the hole has, for example, a polygonal shape such as a hexagon.

ガンマ線検出器20がシンチレータ型検出器である場合、ガンマ線検出器20は、例えば、コリメータ22によりコリメートされたガンマ線が入射すると瞬間的な閃光を発するシンチレータと、ライトガイドと、シンチレータから射出された光を検出する2次元に配列された複数の光電子増倍管と、シンチレータ用電子回路とを有する。シンチレータは、例えばタリウム活性化ヨウ化ナトリウムNaI(Tl)により構成される。シンチレータ用電子回路は、ガンマ線が入射する事象(イベント)が発生するごとに、複数の光電子増倍管の出力に基づいて複数の光電子増倍管により構成される検出面内におけるガンマ線の入射位置情報(位置情報)、入射強度情報および入射時刻情報を生成しコンソール装置50の処理回路70に出力する。この位置情報は、検出面内の2次元座標の情報であってもよいし、あらかじめ検出面を複数の分割領域(1次セル)に仮想的に分割しておき(例えば1024×1024個に分割しておき)、どの1次セルに入射があったかを示す情報であってもよい。 When the gamma ray detector 20 is a scintillator type detector, for example, the gamma ray detector 20 emits a momentary flash when a gamma ray collimated by the collimator 22 is incident, a light guide, and a light emitted from the scintillator. It has a plurality of photomultiplier tubes arranged two-dimensionally for detecting the light and a scintillator electronic circuit. The scintillator is composed of, for example, thallium-activated sodium iodide NaI(Tl). The electronic circuit for the scintillator, based on the output of the multiple photomultiplier tubes, generates the information on the incident position of the gamma rays based on the output of the multiple photomultiplier tubes each time the event of the incident gamma rays occurs. (Position information), incident intensity information, and incident time information are generated and output to the processing circuit 70 of the console device 50. This position information may be information of two-dimensional coordinates in the detection surface, or the detection surface may be virtually divided into a plurality of divided areas (primary cells) in advance (for example, divided into 1024×1024 pieces). Alternatively, the information may be information indicating which primary cell has been incident.

ガンマ線検出器20が半導体型検出器である場合、ガンマ線検出器20は、コリメータ22によりコリメートされたガンマ線を検出するための2次元に配列された複数の半導体素子と、半導体用電子回路などを有する。半導体素子は、例えばCdTeやCdZnTe(CZT)により形成される。半導体用電子回路は、ガンマ線が入射する事象(イベント)が発生するごとに、半導体素子の出力に基づいて入射位置情報、入射強度情報および入射時刻情報を生成して処理回路70に出力する。この位置情報は、複数の半導体素子(例えば1024×1024個)のうちどの半導体素子に入射したかを示す情報である。 When the gamma ray detector 20 is a semiconductor type detector, the gamma ray detector 20 has a plurality of two-dimensionally arranged semiconductor elements for detecting the gamma rays collimated by the collimator 22 and a semiconductor electronic circuit. . The semiconductor element is formed of, for example, CdTe or CdZnTe (CZT). The semiconductor electronic circuit generates incident position information, incident intensity information, and incident time information based on the output of the semiconductor element and outputs the information to the processing circuit 70 each time an event that a gamma ray is incident occurs. This position information is information indicating which semiconductor element among a plurality of semiconductor elements (for example, 1024×1024) has entered.

コリメータ駆動回路24は、例えば、ガンマ線検出器20およびコリメータ22を、回転架台14の回転軸AXに近づけ、或いは遠ざける方向に駆動する。 The collimator drive circuit 24 drives, for example, the gamma ray detector 20 and the collimator 22 in a direction in which the gamma ray detector 20 and the collimator 22 are moved closer to or farther from the rotation axis AX of the rotary mount 14.

データ収集回路26は、例えばプリント回路基板を含む。データ収集回路26は、処理回路70からの指示に従い、少なくともガンマ線検出器20を制御することにより、被検体Pの撮像を実行する。データ収集回路26は、ガンマ線検出器20により検出されたガンマ線の検出位置情報、強度情報、ガンマ線検出器20と被検体Pとの相対位置を示す情報、およびガンマ線の検出時刻を、ガンマ線の入射イベントに対応付けて収集する。 The data acquisition circuit 26 includes, for example, a printed circuit board. The data acquisition circuit 26 executes imaging of the subject P by controlling at least the gamma ray detector 20 according to an instruction from the processing circuit 70. The data collection circuit 26 detects the detection position information of the gamma rays detected by the gamma ray detector 20, the intensity information, the information indicating the relative position between the gamma ray detector 20 and the subject P, and the detection time of the gamma ray as the incident event of the gamma ray. To be collected.

天板30は、被検体Pを載置すると共に、被検体Pの動きを規制する。天板駆動装置32は、処理回路70により制御され、天板30を、回転架台14の回転軸AXに沿って、或いは上下方向(図中、Y方向)に移動させる。天板駆動装置32は、駆動源としてのモータ、およびモータを制御するための電子部品などを有する。 The top plate 30 mounts the subject P and regulates the movement of the subject P. The top plate driving device 32 is controlled by the processing circuit 70, and moves the top plate 30 along the rotation axis AX of the rotary mount 14 or in the vertical direction (Y direction in the drawing). The top driving device 32 has a motor as a drive source, electronic parts for controlling the motor, and the like.

[コンソール装置]
コンソール装置50は、例えば、入力インターフェース52と、ディスプレイ54と、記憶回路56と、ネットワーク接続回路58と、処理回路70とを備える。コンソール装置50は、核医学診断装置1専用に設計された装置であってもよいし、汎用のパーソナルコンピュータやワークステーションに必要なプログラムがインストールされたものであってもよい。前者の場合、コンソール装置50の構成の一部は固定架台12に分散して配置されてもよい。
[Console device]
The console device 50 includes, for example, an input interface 52, a display 54, a storage circuit 56, a network connection circuit 58, and a processing circuit 70. The console device 50 may be a device specifically designed for the nuclear medicine diagnostic device 1 or may be a general-purpose personal computer or workstation in which a necessary program is installed. In the former case, a part of the configuration of the console device 50 may be dispersedly arranged on the fixed base 12.

入力インターフェース52は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、トラックボールなどの装置を含む。入力インターフェース52は、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路70に出力する。 The input interface 52 includes devices such as a keyboard, a mouse, a touch panel, and a trackball. The input interface 52 outputs an operation input signal corresponding to a user operation to the processing circuit 70.

ディスプレイ54は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electroluminescence)ディスプレイなどである。 The display 54 is, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electroluminescence) display.

記憶回路56は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの非一次的記憶媒体を含む。また、記憶回路56は、RAM(Random Access Memory)やレジスタなどの記憶媒体を含んでもよい。記憶回路56は、ハードウェアプロセッサが読み込み可能なデータを格納する。記憶回路56には、例えば、処理回路70により生成される核医学診断画像56−1や所見情報56−2、学習済みモデル56−3などの情報が格納される。また、記憶回路56には、処理回路70のハードウェアプロセッサが実行するプログラムが格納されてもよい。 The storage circuit 56 includes a non-primary storage medium such as an HDD (Hard Disk Drive) and a flash memory. The storage circuit 56 may include a storage medium such as a RAM (Random Access Memory) or a register. The memory circuit 56 stores data that can be read by the hardware processor. The storage circuit 56 stores, for example, information such as a nuclear medicine diagnosis image 56-1 generated by the processing circuit 70, findings information 56-2, and a learned model 56-3. Further, the storage circuit 56 may store a program executed by the hardware processor of the processing circuit 70.

ネットワーク接続回路58は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュールなどを含む。ネットワーク接続回路58は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークは、例えば、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)、インターネット、セルラー網、専用回線等を含む。 The network connection circuit 58 includes, for example, a network card having a printed circuit board, a wireless communication module, or the like. The network connection circuit 58 implements an information communication protocol according to the form of the network to be connected. The network includes, for example, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), the Internet, a cellular network, a dedicated line, and the like.

処理回路70は、例えば、スキャン制御機能71と、前処理機能72と、再構成処理機能73と、PolarMap(ポーラーマップ)作成機能74と、狭窄情報生成機能75とを備える。処理回路70は、例えば、ハードウェアプロセッサが記憶回路56に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。 The processing circuit 70 includes, for example, a scan control function 71, a preprocessing function 72, a reconstruction processing function 73, a PolarMap (polar map) creation function 74, and a stenosis information generation function 75. The processing circuit 70 realizes these functions by, for example, a hardware processor executing a program stored in the storage circuit 56.

ハードウェアプロセッサとは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device; SPLD)または複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device; CPLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array; FPGA))などの回路(circutry)を意味する。記憶回路56にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェアプロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を1つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。 The hardware processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (Simple Programmable Logic). Device; SPLD) or a complex programmable logic device (CPLD), field programmable gate array (Field Programmable Gate Array; FPGA)), and the like. Instead of storing the program in the memory circuit 56, the program may be directly incorporated in the circuit of the hardware processor. In this case, the hardware processor realizes the function by reading and executing the program incorporated in the circuit. The hardware processor is not limited to being configured as a single circuit, but may be configured as one hardware processor by combining a plurality of independent circuits to realize each function. Also, a plurality of constituent elements may be integrated into one hardware processor to realize each function.

スキャン制御機能71は、入力インターフェース52により受け付けられたスキャン計画の実行指示に基づいて、回転駆動装置16、コリメータ駆動回路24、データ収集回路26、天板駆動装置32のうち一部または全部を制御してスキャンを実行し、データ収集回路26から投影データを取得する。 The scan control function 71 controls a part or all of the rotation drive device 16, the collimator drive circuit 24, the data collection circuit 26, and the top plate drive device 32 based on the scan plan execution instruction received by the input interface 52. Then, the scan is executed to obtain the projection data from the data acquisition circuit 26.

前処理機能72は、例えば、入力インターフェース52により受け付けられ、或いは記憶回路56に記憶された前処理条件情報に基づいて、投影データに対する前処理を実行する。前処理には、例えば、均一性補正処理、回転中心補正処理、前処理フィルタ処理、ファンビーム投影データをパラレルビーム投影データに変換する処理などが含まれる。 The preprocessing function 72 executes preprocessing on the projection data based on the preprocessing condition information received by the input interface 52 or stored in the storage circuit 56, for example. The preprocessing includes, for example, uniformity correction processing, rotation center correction processing, preprocessing filter processing, processing for converting fan beam projection data into parallel beam projection data, and the like.

再構成処理機能73は、前処理機能72によって前処理が行われた投影データに対して再構成処理を行い、ボリュームデータを生成する。ボリュームデータは、核医学診断画像56−1の一つとして記憶回路56に格納される。核医学診断画像56−1は、心筋の各位置における核種の量を反映した画像である。再構成処理機能73は、例えば、Chang法逐次近似法(Iterative Chang)に基づいて再構成処理を行う。これに代えて、再構成処理機能73は、ML−EM(Maximum Likelihood-Expectation Maximization)法、OS−EM(Ordered Subset Expectation Maximization)法などに基づいて再構成処理を行ってもよい。 The reconstruction processing function 73 performs reconstruction processing on the projection data preprocessed by the preprocessing function 72 to generate volume data. The volume data is stored in the storage circuit 56 as one of the nuclear medicine diagnosis images 56-1. The nuclear medicine diagnosis image 56-1 is an image that reflects the amount of nuclide at each position of the myocardium. The reconstruction processing function 73 performs reconstruction processing based on, for example, the Chang method iterative approximation method (Iterative Chang). Instead of this, the reconstruction processing function 73 may perform the reconstruction processing based on the ML-EM (Maximum Likelihood-Expectation Maximization) method, the OS-EM (Ordered Subset Expectation Maximization) method, or the like.

PolarMap作成機能74は、再構成処理機能73によって生成されたボリュームデータに基づいて、PolarMap(ポーラーマップ)を生成する。PolarMapは、核医学診断画像56−1の他の一つとして記憶回路56に格納される。PolarMapは、例えば、ボリュームデータから短軸断面、垂直長軸断面、水平長軸断面などの断面画像を軸に沿って複数抽出し、抽出した断面画像を重ね合わせることで生成される。図2は、PolarMapが作成される様子を模式的に示す図である。図中の断面CSは、短軸断面である。第1の実施形態において、PolarMap作成機能74が第1取得部の一例である。PolarMap作成機能74は、短軸断面に代えて、垂直長軸断面または水平長軸断面を抽出して重ね合わせることでPolarMapを生成してもよい。 The PolarMap creation function 74 creates a PolarMap (polar map) based on the volume data created by the reconstruction processing function 73. PolarMap is stored in the memory circuit 56 as another one of the nuclear medicine diagnosis images 56-1. PolarMap is generated by, for example, extracting a plurality of cross-sectional images such as a short-axis cross section, a vertical long-axis cross section, and a horizontal long-axis cross section from the volume data along the axis, and superimposing the extracted cross-sectional images. FIG. 2 is a diagram schematically showing how a PolarMap is created. The cross section CS in the drawing is a short-axis cross section. In the first embodiment, the PolarMap creation function 74 is an example of the first acquisition unit. The PolarMap creation function 74 may generate a PolarMap by extracting a vertical major axis cross section or a horizontal major axis cross section and superposing them instead of the minor axis cross section.

投影データを取得し、ボリュームデータを生成し、PolarMapを作成する処理は、例えば、被検体Pの安静時と、負荷時のそれぞれにおいて実行される(負荷SPECT検査)。負荷時とは、心臓に負荷がかかった状態のことをいう。この状態は、被検体Pにトレッドミルやエアロバイク(登録商標)などの機器で運動を行ってもらったり、被検体Pに薬剤を投与して疑似的に心臓に負荷のかかった状態にすることで作り出される。図3は、負荷時と安静時のPolarMapを比較した図である。図示するように、負荷時のPolarMapには、血流の低い部分(虚血部分)が示されていることが分かる。この虚血部分の分布および血流低下度合いは、冠動脈の狭窄を推定するための手がかりとなるものである。 The process of acquiring projection data, generating volume data, and creating PolarMap is executed, for example, when the subject P is at rest and under load (load SPECT examination). The time of load refers to a state in which the heart is under load. In this state, the subject P should be exercised by a device such as a treadmill or an exercise bike (registered trademark), or a drug should be administered to the subject P so that the heart is artificially loaded. Produced in. FIG. 3 is a diagram comparing PolarMap under load and at rest. As shown in the figure, it can be seen that a portion with low blood flow (ischemic portion) is shown in PolarMap during loading. The distribution of the ischemic portion and the degree of decrease in blood flow are clues for estimating the stenosis of the coronary artery.

狭窄情報生成機能75は、安静時のPolarMapと、負荷時のPolarMapと、これらのPolarMapに対する医師の所見情報とを学習済みモデル56−3に入力することで、被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を生成する。所見情報の詳細については後述する。学習済みモデル56−3は、これらの情報が入力されることで、被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を出力するように、機械学習によって学習されたモデルである。 The stenosis information generation function 75 inputs information about the stenosis of the coronary artery of the subject P by inputting the PolarMap at rest, the PolarMap at the time of loading, and the doctor's findings information for these PolarMaps to the learned model 56-3. To generate. Details of the finding information will be described later. The learned model 56-3 is a model learned by machine learning so that the information about the stenosis of the coronary artery of the subject P is output by inputting these pieces of information.

[学習装置]
学習済みモデル56−3は、例えば、核医学診断装置1とは別体の学習装置によって生成される。ここで学習装置について説明する。図4は、学習装置100の構成の一例を示す図である。学習装置100は、例えば、ネットワーク接続回路110と、入力インターフェース120と、ディスプレイ130と、記憶回路140と、処理回路150とを備える。
[Learning device]
The learned model 56-3 is generated by, for example, a learning device separate from the nuclear medicine diagnostic device 1. Here, the learning device will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the learning device 100. The learning device 100 includes, for example, a network connection circuit 110, an input interface 120, a display 130, a storage circuit 140, and a processing circuit 150.

ネットワーク接続回路110は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュールなどを含む。ネットワーク接続回路110は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークは、例えば、LANやWAN、インターネット、セルラー網、専用回線等を含む。核医学診断装置1のネットワーク接続回路58と学習装置100のネットワーク接続回路110が同じネットワークに接続することで、核医学診断装置1と学習装置100とが通信可能となる。 The network connection circuit 110 includes, for example, a network card having a printed circuit board, a wireless communication module, or the like. The network connection circuit 110 implements an information communication protocol according to the form of the network to be connected. The network includes, for example, LAN, WAN, Internet, cellular network, leased line and the like. By connecting the network connection circuit 58 of the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 and the network connection circuit 110 of the learning apparatus 100 to the same network, the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 and the learning apparatus 100 can communicate with each other.

入力インターフェース120は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、トラックボールなどの装置を含む。入力インターフェース120は、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路150に出力する。 The input interface 120 includes devices such as a keyboard, a mouse, a touch panel, and a trackball, for example. The input interface 120 outputs an operation input signal corresponding to a user operation to the processing circuit 150.

ディスプレイ130は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electroluminescence)ディスプレイなどである。 The display 130 is, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL (Electroluminescence) display.

記憶回路140は、HDDやフラッシュメモリなどの非一次的記憶媒体を含む。また、記憶回路140は、RAMやレジスタなどの記憶媒体を含んでもよい。記憶回路140は、ハードウェアプロセッサが読み込み可能なデータを格納する。記憶回路140には、例えば、処理回路150により参照される学習データ140−1や教師データ140−2、処理回路150が生成する学習済みモデル140−3などの情報が格納される。また、記憶回路140には、処理回路150のハードウェアプロセッサが実行するプログラムが格納されてもよい。 The storage circuit 140 includes a non-primary storage medium such as an HDD or a flash memory. The storage circuit 140 may also include a storage medium such as a RAM or a register. The memory circuit 140 stores data that can be read by the hardware processor. The storage circuit 140 stores information such as the learning data 140-1 and the teacher data 140-2 referred to by the processing circuit 150, and the learned model 140-3 generated by the processing circuit 150. Further, the storage circuit 140 may store a program executed by the hardware processor of the processing circuit 150.

処理回路150は、例えば、データ取得機能152と、モデル生成機能154とを備える。処理回路150は、例えば、ハードウェアプロセッサが記憶回路140に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。 The processing circuit 150 includes, for example, a data acquisition function 152 and a model generation function 154. The processing circuit 150 realizes these functions, for example, by a hardware processor executing a program stored in the storage circuit 140.

データ取得機能152は、例えば、安静時および負荷時のPolarMapと、これらのPolarMapに対する医師の所見情報とを取得し、学習データ140−1として記憶回路140に記憶させる。また、データ取得機能152は、上記の学習データに係る被検体Pに関する、冠動脈の狭窄に関する情報を取得し、教師データ140−2として記憶回路140に記憶させる。同じ被検体Pから得られた1セットの学習データ140−1と教師データ140−2は、互いに対応付けられている。データ取得機能152は、例えば、一以上の核医学診断装置1からネットワークを介してこれらの情報を取得する。また、データ取得機能152は、可搬型の記憶媒体に格納されたデータを、図示しないドライブ装置を介して取得してもよい。データ取得機能152は、第2取得部の一例である。 The data acquisition function 152 acquires, for example, PolarMaps at rest and under load and the doctor's findings information on these PolarMaps, and stores them in the storage circuit 140 as learning data 140-1. Further, the data acquisition function 152 acquires information on coronary stenosis related to the subject P related to the above learning data, and stores it in the storage circuit 140 as teacher data 140-2. A set of learning data 140-1 and teacher data 140-2 obtained from the same subject P are associated with each other. The data acquisition function 152 acquires these pieces of information from, for example, one or more nuclear medicine diagnosis apparatuses 1 via a network. Further, the data acquisition function 152 may acquire the data stored in the portable storage medium via a drive device (not shown). The data acquisition function 152 is an example of a second acquisition unit.

所見情報とは、例えば、安静時および負荷時のPolarMapを視認した医師による診断結果(推定結果)である。安静時および負荷時のPolarMapを視認した医師は、例えば、「右冠状動脈の狭窄が高い」といった情報を画像診断報告書またはカルテに記載すると共に、入力インターフェース52を用いて入力する。また、所見情報は、安静時および負荷時のPolarMapを、複数の分割領域ごとに医師が評価した評価値の集合であってもよい。また、所見情報は、医師により作成される情報に限らず、安静時および負荷時のPolarMapに対する画像処理によって生成される情報であってもよい。この場合、例えば、狭窄情報生成機能75が安静時および負荷時のPolarMapに対する画像処理を行って所見情報を生成する。 The finding information is, for example, a diagnosis result (estimation result) by a doctor who visually recognizes PolarMap at rest and under load. The doctor who visually recognizes PolarMap at rest and during load describes information such as “high stenosis of the right coronary artery” in the diagnostic imaging report or the medical chart, and inputs it using the input interface 52. Further, the finding information may be a set of evaluation values obtained by a doctor evaluating PolarMap at rest and under load for each of a plurality of divided areas. Further, the finding information is not limited to information created by a doctor, and may be information generated by image processing on PolarMap at rest and under load. In this case, for example, the stenosis information generation function 75 performs image processing on the PolarMap at rest and during load to generate finding information.

冠動脈の狭窄に関する情報とは、例えば、狭窄率の情報と狭窄血管部位の情報とを含む。狭窄率の情報と狭窄血管部位の情報は、例えば、冠動脈CTに基づいて、医師等により判断され、或いはコンピュータ処理によって得られたた結果である。これらの情報は、医師によって紙媒体または電子情報としてのカルテに書き込まれた情報から転写されたものでもよいし、冠動脈CTの診断結果を電子的に取得したものであってもよい。また、冠動脈の狭窄に関する情報は、狭窄率が30[%]以上の血管の有無を示す情報であってもよいし、CT−FFR(Fractional Flow Reserve:心筋血流予備量比)値であってもよい。 The information on the stenosis of the coronary artery includes, for example, information on the stenosis rate and information on the stenotic blood vessel site. The information on the stenosis rate and the information on the stenotic blood vessel region are results obtained by being judged by a doctor or the like, or obtained by computer processing based on the coronary CT, for example. These pieces of information may be transferred from information written in a medical record as a paper medium or electronic information by a doctor, or may be electronically acquired a diagnosis result of coronary CT. Further, the information regarding the stenosis of the coronary artery may be information indicating the presence or absence of blood vessels having a stenosis rate of 30% or more, or a CT-FFR (Fractional Flow Reserve) value. Good.

図5は、モデル生成機能154による処理の内容を模式的に示す図である。モデル生成機能154は、予め接続情報等が定義されると共に接続係数等のパラメータが暫定的に設定された機械学習モデルに対して、複数セットの学習データ140を入力し、その結果が、学習データ140に対応する教師データ140−2に近づくように、機械学習モデルにおけるパラメータを調整する。モデル生成機能154は、例えば、バックプロパゲーション(逆誤差伝搬法)によって機械学習モデルのパラメータを調整する。機械学習モデルは、例えば、CNN(Convolution Neural Network)を利用したDNN(Deep Neural Network)である。1セットの学習データ140は、例えば、安静時のPolarMapの各画素の画素値と、負荷時のPolarMapの各画素の画素値と、所見情報を数値化した情報とを結合(コンカチネット)し、ベクトルまたは行列の形式にしたものである。冠動脈の狭窄に関する情報も、例えば、所定次元の数値で表される。モデル生成機能154は、予め定められたセット数の学習データ140−1と対応する教師データ140−2についてバックプロパゲーションを行うと、処理を終了する。その時点の機械学習モデルが学習済みモデル140−3となる。なお、モデル生成機能154は、PolarMapのみを用いて学習済みモデル140−3を生成してもよいし、安静時のPolarMapと負荷時のPolarMapの双方を入力するのではなく、安静時のPolarMapのみ(或いは安静時のPolarMapと所見情報)を用いて学習済みモデル140−3を生成してもよい。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the content of processing by the model generation function 154. The model generation function 154 inputs a plurality of sets of learning data 140 to a machine learning model in which connection information and the like are defined in advance and parameters such as connection coefficients are provisionally set, and the result is the learning data. The parameters in the machine learning model are adjusted so as to approach the teacher data 140-2 corresponding to 140. The model generation function 154 adjusts the parameters of the machine learning model by back propagation (back error propagation method), for example. The machine learning model is, for example, a DNN (Deep Neural Network) using a CNN (Convolution Neural Network). One set of learning data 140 is, for example, a pixel value of each pixel of PolarMap at rest, a pixel value of each pixel of PolarMap at load, and information that digitizes finding information (concatenet), It is in vector or matrix form. The information about the stenosis of the coronary artery is also represented by, for example, a numerical value of a predetermined dimension. The model generation function 154 terminates the process when backpropagation is performed on the training data 140-1 corresponding to the predetermined number of sets of learning data 140-1. The machine learning model at that time is the learned model 140-3. The model generation function 154 may generate the learned model 140-3 using only PolarMap, and does not input both the PolarMap at rest and the PolarMap at load, but only the PolarMap at rest. (Alternatively, the learned model 140-3 may be generated using the PolarMap at rest and the finding information).

学習済みモデル140−3の出力は、教師データ140−2と完全に一致する情報、例えば、事象の有無(すなわちゼロか1か)を示すものに限らず、確率分布で表されてもよい。例えば、学習済みモデル140−3の出力は、「右冠状動脈に狭窄が生じている確率が85%」といった情報であってもよい。学習済みモデル140−3の出力層を任意に設定することで、教師データ140−2と同じ意義を有するが、完全に一致しない情報を出力することもできる。 The output of the learned model 140-3 is not limited to information that completely matches the teacher data 140-2, for example, information indicating the presence or absence of an event (that is, zero or one), and may be represented by a probability distribution. For example, the output of the learned model 140-3 may be information such as “the probability of stenosis occurring in the right coronary artery is 85%”. By arbitrarily setting the output layer of the learned model 140-3, it is possible to output information that has the same meaning as the teacher data 140-2 but does not completely match.

学習済みモデル140−3として機能するデータ構造ないしプログラムは、核医学診断装置1の販売時点で、核医学診断装置1の記憶回路56に学習済みモデル56−3として格納されていてもよいし、販売後に核医学診断装置1の記憶回路56に学習済みモデル56−3としてインストールされてもよい。後者の場合、学習済みモデル140−3は、例えば、学習装置100のネットワーク接続回路110からネットワークを介してネットワーク接続回路58宛てに送信され、記憶回路56に格納される。また、学習済みモデル140−3は、可搬型の記憶装置に格納されており、可搬型の記憶装置が核医学診断装置1の図示しないドライブ装置に装着されることで記憶回路56に学習済みモデル56−3としてインストールされてもよい。 The data structure or program that functions as the learned model 140-3 may be stored as the learned model 56-3 in the storage circuit 56 of the nuclear medicine diagnostic device 1 at the time of sale of the nuclear medicine diagnostic device 1. It may be installed as a learned model 56-3 in the storage circuit 56 of the nuclear medicine diagnostic device 1 after sale. In the latter case, the learned model 140-3 is transmitted from the network connection circuit 110 of the learning device 100 to the network connection circuit 58 via the network and stored in the storage circuit 56, for example. The learned model 140-3 is stored in a portable storage device, and the learned model is stored in the storage circuit 56 by mounting the portable storage device on a drive device (not shown) of the nuclear medicine diagnostic apparatus 1. It may be installed as 56-3.

[再:コンソール装置]
以下、再びコンソール装置50について説明する。狭窄情報生成機能75は、上記のように学習装置100によって生成された学習済みモデル56−3に入力データを入力することで、被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を生成する。図6は、狭窄情報生成機能75による処理の内容を模式的に示す図である。狭窄情報生成機能75は、対象となる被検体Pに関する、安静時のPolarMap、負荷時のPolarMap、および所見情報を結合したものを入力データとして学習済みモデル56−3に入力する。そして、学習済みモデル56−3が出力した冠動脈の狭窄に関する情報に基づいて、結果を出力する。狭窄情報生成機能75は、例えば、ディスプレイ54に結果を示す画像を表示させる。なお、狭窄情報生成機能75は、PolarMapのみを学習済みモデル56−3に入力してもよいし、安静時のPolarMapと負荷時のPolarMapの双方を入力するのではなく、安静時のPolarMapのみ(或いは安静時のPolarMapと所見情報)を学習済みモデル56−3に入力してもよい。
[Re: console device]
Hereinafter, the console device 50 will be described again. The stenosis information generation function 75 inputs the input data to the learned model 56-3 generated by the learning device 100 as described above, thereby generating information on the stenosis of the coronary artery of the subject P. FIG. 6 is a diagram schematically showing the content of processing by the stenosis information generation function 75. The stenosis information generation function 75 inputs, into the learned model 56-3, a combination of the PolarMap at rest, the PolarMap at load, and the finding information regarding the subject P as a target, as input data. Then, the result is output based on the information about the stenosis of the coronary artery output by the learned model 56-3. The stenosis information generation function 75 causes the display 54 to display an image showing the result, for example. Note that the stenosis information generation function 75 may input only PolarMap to the trained model 56-3, or may not input both PolarMap at rest and PolarMap at load, but only PolarMap at rest ( Alternatively, the resting PolarMap and finding information) may be input to the learned model 56-3.

図7〜9は、狭窄情報生成機能75の処理結果としてディスプレイ54に表示される画像を例示した図である。図示するように、狭窄情報生成機能75の処理結果として「冠動脈ごとの狭窄が生じている確率」が表示されてもよいし、「狭窄が生じている可能性がある冠動脈についての狭窄率の予測値」が表示されてもよいし、「冠動脈ごとの狭窄率が30[%]以上である確率」が表示されてもよいし、「狭窄率が30[%]以上の冠動脈がある確率」が表示されてもよい。 7 to 9 are diagrams exemplifying an image displayed on the display 54 as a processing result of the stenosis information generating function 75. As shown in the figure, “probability of stenosis of each coronary artery” may be displayed as the processing result of the stenosis information generating function 75, or “stenosis rate prediction for coronary arteries with possible stenosis”. “Value” may be displayed, “Probability that the stenosis rate for each coronary artery is 30[%] or more” may be displayed, and “Probability that a coronary artery has a stenosis rate of 30[%] or more” is displayed. It may be displayed.

[処理フロー]
図10は、モデル生成機能154により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、モデル生成機能154は、1セットの学習データ140−1を取得する(ステップS200)。
[Processing flow]
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the model generation function 154. First, the model generation function 154 acquires a set of learning data 140-1 (step S200).

次に、モデル生成機能154は、取得した1セットの学習データ140−1を機械学習モデルに入力し(ステップS202)、1セットの学習データ140−1に対応する教師データ140−2から誤差を逆伝搬させる(ステップS204)。 Next, the model generation function 154 inputs the acquired one set of learning data 140-1 into the machine learning model (step S202) and subtracts an error from the teacher data 140-2 corresponding to the one set of learning data 140-1. Back propagation is performed (step S204).

次に、モデル生成機能154は、所定セット数の学習データ140−1についてステップS202およびS204の処理を行ったか否かを判定する(ステップS206)。所定セット数の学習データ140−1についてステップS202およびS204の処理を行っていない場合、モデル生成機能154は、ステップS200に処理を戻す。所定セット数の学習データ140−1についてステップS202およびS204の処理を行った場合、モデル生成機能154は、その時点のパラメータを用いて学習済みモデルを確定し(ステップS208)、本フローチャートの処理を終了する。 Next, the model generation function 154 determines whether or not the processes of steps S202 and S204 have been performed on the predetermined set number of learning data 140-1 (step S206). When the processes of steps S202 and S204 have not been performed for the predetermined number of sets of learning data 140-1, the model generation function 154 returns the process to step S200. When the processes of steps S202 and S204 are performed on the predetermined set number of learning data 140-1, the model generation function 154 determines the learned model using the parameters at that time (step S208), and the process of this flowchart is performed. finish.

図11は、コンソール装置50により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、スキャン制御機能71が、負荷SPECT検査を行うように核医学診断装置1の各部を制御する(ステップS300)。 FIG. 11 is a flowchart showing an example of the flow of processing executed by the console device 50. First, the scan control function 71 controls each part of the nuclear medicine diagnosis apparatus 1 so as to perform the load SPECT examination (step S300).

次に、PolarMap作成機能74が、安静時と負荷時のPolaraMapを作成する(ステップS302)。次に、狭窄情報生成機能75が、例えば入力インターフェース52を介してPolarMapに基づく所見情報を取得し(ステップS304)、入力データを生成して学習済みモデル56−3に入力する(ステップS306)。そして、狭窄情報生成機能75は、学習済みモデル56−3の出力に基づいて結果を出力する(ステップS308)。 Next, the PolarMap creation function 74 creates PolarMap at rest and under load (step S302). Next, the stenosis information generation function 75 acquires finding information based on PolarMap, for example, via the input interface 52 (step S304), generates input data, and inputs it to the learned model 56-3 (step S306). Then, the stenosis information generation function 75 outputs the result based on the output of the learned model 56-3 (step S308).

以上説明した第1の実施形態によれば、学習済みモデルにPolarMapと所見情報を入力して、被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を生成することにより、心臓の内部状態を表す画像に基づいて冠動脈の狭窄に関する情報を精度よく推定することができる。 According to the first embodiment described above, PolarMap and the finding information are input to the learned model to generate information about the stenosis of the coronary artery of the subject P, and based on the image representing the internal state of the heart. Information about coronary stenosis can be accurately estimated.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、核医学診断装置の一部であるコンソール装置が医用画像処理装置の一例であるものとしたが、第2の実施形態では、医用画像処理装置は核医学診断装置とは別体として構成され、且つ医用画像処理装置と学習装置が一体として構成されるものとする。以下、これを医用サービス提供装置と称する。
(Second embodiment)
The second embodiment will be described below. In the first embodiment, the console device that is a part of the nuclear medicine diagnostic device is an example of the medical image processing device, but in the second embodiment, the medical image processing device is not a nuclear medicine diagnostic device. It is assumed that the medical image processing device and the learning device are separately configured and integrated. Hereinafter, this is referred to as a medical service providing device.

図12は、第2の実施形態に係る医用サービス提供装置200の構成と、核医学診断装置1Aとの関係の一例を示す図である。核医学診断装置1Aは、スキャナ装置10と、コンソール装置50Aとを備える。コンソール装置50Aは、第1の実施形態のコンソール装置50から狭窄情報生成機能75を除いた構成を有する。また、コンソール装置50Aの記憶回路56には、学習済みモデル56−3が格納されていなくてもよい。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the relationship between the configuration of the medical service providing apparatus 200 according to the second embodiment and the nuclear medicine diagnostic apparatus 1A. The nuclear medicine diagnostic device 1A includes a scanner device 10 and a console device 50A. The console device 50A has a configuration in which the stenosis information generating function 75 is removed from the console device 50 of the first embodiment. Further, the learned model 56-3 may not be stored in the storage circuit 56 of the console device 50A.

医用サービス提供装置200は、例えば、ネットワーク接続回路210と、入力インターフェース220と、ディスプレイ230と、記憶回路240と、処理回路250とを備える。 The medical service providing apparatus 200 includes, for example, a network connection circuit 210, an input interface 220, a display 230, a storage circuit 240, and a processing circuit 250.

ネットワーク接続回路210は、第1の実施形態におけるネットワーク接続回路110と同様の構成、機能、および役割を有する。入力インターフェース220は、第1の実施形態における入力インターフェース120と同様の構成、機能、および役割を有する。ディスプレイ230は、第1の実施形態におけるディスプレイ130と同様の構成、機能、および役割を有する。 The network connection circuit 210 has the same configuration, function, and role as the network connection circuit 110 in the first embodiment. The input interface 220 has the same configuration, function, and role as the input interface 120 in the first embodiment. The display 230 has the same configuration, function, and role as the display 130 in the first embodiment.

記憶回路240は、HDDやフラッシュメモリなどの非一次的記憶媒体を含む。また、記憶回路240は、RAMやレジスタなどの記憶媒体を含んでもよい。記憶回路240は、ハードウェアプロセッサが読み込み可能なデータを格納する。記憶回路240には、例えば、処理回路250により参照される学習データ240−1や教師データ240−2、処理回路250が生成する学習済みモデル240−3などの情報が格納される。また、記憶回路240には、処理回路250のハードウェアプロセッサが実行するプログラムが格納されてもよい。 The storage circuit 240 includes a non-primary storage medium such as an HDD or a flash memory. The storage circuit 240 may also include a storage medium such as a RAM or a register. The memory circuit 240 stores data that can be read by the hardware processor. The storage circuit 240 stores information such as the learning data 240-1 and the teacher data 240-2 referred to by the processing circuit 250, and the learned model 240-3 generated by the processing circuit 250. Further, the storage circuit 240 may store a program executed by the hardware processor of the processing circuit 250.

処理回路250は、例えば、データ取得機能252と、モデル生成機能254と、狭窄情報生成機能256とを備える。処理回路250は、例えば、ハードウェアプロセッサが記憶回路240に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。 The processing circuit 250 includes, for example, a data acquisition function 252, a model generation function 254, and a stenosis information generation function 256. The processing circuit 250 realizes these functions, for example, by a hardware processor executing a program stored in the storage circuit 240.

データ取得機能252は、第1の実施形態におけるデータ取得機能152と同様の機能および役割を有する。更に、第2の実施形態におけるデータ取得機能252は、核医学診断装置1Aから、対象となる被検体PのPolarMapや所見情報などの入力データを取得する。第2の実施形態において、データ取得機能252は第1取得部の一例であると共に、第2取得部の一例でもある。 The data acquisition function 252 has the same function and role as the data acquisition function 152 in the first embodiment. Furthermore, the data acquisition function 252 in the second embodiment acquires input data such as PolarMap and finding information of the subject P to be examined from the nuclear medicine diagnostic apparatus 1A. In the second embodiment, the data acquisition function 252 is an example of the first acquisition unit and also an example of the second acquisition unit.

モデル生成機能254は、第1の実施形態におけるモデル生成機能254と同様の機能を有する。 The model generation function 254 has the same function as the model generation function 254 in the first embodiment.

狭窄情報生成機能256は、第1の実施形態における狭窄情報生成機能75と同様の機能を医用サービス提供装置200の側に配置したものである。狭窄情報生成機能256は、データ取得機能252により取得された入力データを、モデル生成機能254により生成された学習済みモデル240−3に入力することで、被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を生成する。そして、狭窄情報生成機能256は、生成した被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を、ネットワーク接続回路210を制御して核医学診断装置1Aに送信する。核医学診断装置1Aの側では、受信した情報に基づいて、図7〜9で例示したような画像をディスプレイ54に表示させる。 The stenosis information generating function 256 has the same function as the stenosis information generating function 75 in the first embodiment arranged on the medical service providing apparatus 200 side. The stenosis information generation function 256 inputs the input data acquired by the data acquisition function 252 to the learned model 240-3 generated by the model generation function 254, thereby generating information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject P. To do. Then, the stenosis information generation function 256 transmits the generated information on the stenosis of the coronary artery of the subject P to the nuclear medicine diagnostic apparatus 1A by controlling the network connection circuit 210. On the side of the nuclear medicine diagnosis apparatus 1A, the display 54 displays the images illustrated in FIGS. 7 to 9 based on the received information.

以上説明した第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第2の実施形態によれば、狭窄情報生成機能を限られた場所に集約することで、コンピュータリソースの配置を効率化することができる。 According to the second embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, according to the second embodiment, by consolidating the stenosis information generation function in a limited place, it is possible to efficiently arrange the computer resources.

上記説明したように、核医学診断装置と、狭窄情報生成機能と、学習機能の配置は任意に定めることができる。例えば、学習モデルに入力データを入力して冠動脈の狭窄に関する情報を出力する装置と、学習装置とが、それぞれ核医学診断装置と別体で存在してもよい。 As described above, the arrangement of the nuclear medicine diagnostic device, the stenosis information generating function, and the learning function can be arbitrarily determined. For example, the device for inputting the input data to the learning model and outputting the information regarding the stenosis of the coronary artery and the learning device may exist separately from the nuclear medicine diagnostic device.

また、医用画像処理装置が学習モデルに入力する入力データは、PolarMapなどの核医学診断画像に限らず、被検体の心臓の内部状態を表す画像であれば如何なる画像であってもよい。 The input data input to the learning model by the medical image processing apparatus is not limited to nuclear medicine diagnostic images such as PolarMap, but may be any image as long as it is an image representing the internal state of the heart of the subject.

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
ハードウェアプロセッサと、
プログラムを記憶した記憶装置と、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することで、
被検体の心臓をスキャンして得られる核医学診断画像を取得し、
少なくとも核医学診断画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデルに、少なくとも前記取得された核医学診断画像を入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する、
ように構成されている、医用画像処理装置。
The embodiment described above can be expressed as follows.
A hardware processor,
A storage device storing a program,
When the hardware processor executes the program stored in the storage device,
Obtain a nuclear medicine diagnostic image obtained by scanning the heart of the subject,
By inputting at least the acquired nuclear medicine diagnosis image to a learned model that outputs information about the stenosis of the coronary artery of the subject based on at least the nuclear medicine diagnosis image, information on the stenosis of the coronary artery of the subject is generated. To do
The medical image processing apparatus configured as described above.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、被検体Pの心臓をスキャンして得られる核医学診断画像を取得する第1取得部(74,252)と、少なくとも核医学診断画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデル(56−3,240−3)に、少なくとも核医学診断画像を入力することで、被検体Pの冠動脈の狭窄に関する情報を生成する狭窄情報生成部(75,256)と、を持つことにより、心臓の内部状態を表す画像に基づいて冠動脈の狭窄に関する情報を精度よく推定することができる。 According to at least one embodiment described above, a first acquisition unit (74, 252) that acquires a nuclear medicine diagnostic image obtained by scanning the heart of the subject P, and a subject based on at least the nuclear medicine diagnostic image. Stenosis information generation for generating information on coronary stenosis of the subject P by inputting at least a nuclear medicine diagnostic image to a learned model (56-3, 240-3) that outputs information on coronary stenosis of the subject By having the section (75, 256), it is possible to accurately estimate the information on the stenosis of the coronary artery based on the image showing the internal state of the heart.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

1、1A 核医学診断装置
10 スキャナ装置
50、50A コンソール装置
52、120、220 入力インターフェース
54、130、230 ディスプレイ
56、140、240 記憶回路
56−1 核医学診断画像
56−2 所見情報
56−3、140−3 学習済みモデル
58、110、210 ネットワーク接続回路
70、150、250 処理回路
71 スキャン制御機能
72 前処理機能
73 再構成処理機能
74 PolarMap作成機能
75、256 狭窄情報生成機能
100 学習装置
140−1 学習データ
140−2 教師データ
152、252 データ取得機能
154、254 モデル生成機能
200 医用サービス提供装置
1, 1A Nuclear medicine diagnostic device 10 Scanner device 50, 50A Console device 52, 120, 220 Input interface 54, 130, 230 Display 56, 140, 240 Storage circuit 56-1 Nuclear medicine diagnostic image 56-2 Finding information 56-3 , 140-3 Learned models 58, 110, 210 Network connection circuits 70, 150, 250 Processing circuit 71 Scan control function 72 Preprocessing function 73 Reconstruction processing function 74 PolarMap creation function 75, 256 Stenosis information generation function 100 Learning device 140 -1 Learning data 140-2 Teacher data 152, 252 Data acquisition function 154, 254 Model generation function 200 Medical service providing device

Claims (9)

被検体の心臓をスキャンして得られる核医学診断画像を取得する第1取得部と、
少なくとも核医学診断画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデルに、少なくとも前記第1取得部により取得された核医学診断画像を入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する狭窄情報生成部と、
を備える医用画像処理装置。
A first acquisition unit for acquiring a nuclear medicine diagnostic image obtained by scanning the heart of the subject;
By inputting at least the nuclear medicine diagnostic image acquired by the first acquisition unit to a learned model that outputs information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject based on at least the nuclear medicine diagnostic image, A stenosis information generation unit that generates information about stenosis;
A medical image processing apparatus comprising:
前記核医学診断画像は、前記被検体の安静時の核医学診断画像と、前記被検体の負荷時の核医学診断画像とを含み、
前記狭窄情報生成部は、少なくとも前記被検体の安静時の核医学診断画像と、前記被検体の負荷時の核医学診断画像とを前記学習済みモデルに入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する、
請求項1記載の医用画像処理装置。
The nuclear medicine diagnostic image includes a nuclear medicine diagnostic image at rest of the subject, and a nuclear medicine diagnostic image when the subject is under load,
The stenosis information generation unit, by inputting at least the nuclear medicine diagnostic image at rest of the subject, and the nuclear medicine diagnostic image at the time of load of the subject to the learned model, the coronary artery of the subject. Generate information about stenosis,
The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記学習済みモデルは、前記核医学診断画像と、前記核医学診断画像に対する医師または放射線技師の所見情報とに基づいて前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力するモデルであり、
前記狭窄情報生成部は、前記核医学診断画像と前記所見情報を前記学習済みモデルに入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する、
請求項1または2記載の医用画像処理装置。
The learned model is a model for outputting information about the stenosis of the coronary artery of the subject based on the nuclear medicine diagnostic image and the finding information of a doctor or a radiologist for the nuclear medical diagnostic image,
The stenosis information generation unit inputs the nuclear medicine diagnostic image and the finding information to the learned model to generate information on stenosis of the coronary artery of the subject,
The medical image processing apparatus according to claim 1.
前記学習済みモデルは、前記核医学診断画像と、前記核医学診断画像を所定の基準で評価した評価結果とに基づいて前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力するモデルであり、
前記狭窄情報生成部は、前記核医学診断画像と前記評価結果を前記学習済みモデルに入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する、
請求項1から3のうちいずれか1項記載の医用画像処理装置。
The learned model is a model for outputting information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject based on the nuclear medicine diagnosis image and the evaluation result of the nuclear medicine diagnosis image evaluated by a predetermined reference,
The stenosis information generation unit generates information on stenosis of the coronary artery of the subject by inputting the nuclear medicine diagnostic image and the evaluation result to the learned model.
The medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記核医学診断画像は、心筋の各位置における核種の量を反映した画像である、
請求項1から4のうちいずれか1項記載の医用画像処理装置と、
The nuclear medicine diagnostic image is an image that reflects the amount of nuclide at each position of the myocardium,
A medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
請求項1から5のうちいずれか1項記載の医用画像処理装置と、
前記被検体の心臓をスキャンするスキャナ装置と、
を備える核医学診断装置。
A medical image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A scanner device for scanning the heart of the subject,
A nuclear medicine diagnostic device comprising:
コンピュータにより実行される医用画像処理方法であって、
被検体の心臓をスキャンして得られる核医学診断画像を取得することと、
少なくとも核医学診断画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデルに、少なくとも前記取得した核医学診断画像を入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成することと、
を備える医用画像処理方法。
A medical image processing method executed by a computer, comprising:
Acquiring a nuclear medicine diagnostic image obtained by scanning the heart of the subject,
By inputting at least the acquired nuclear medicine diagnostic image to a learned model that outputs information on the coronary artery stenosis of the subject based on at least the nuclear medicine diagnostic image, information on the stenosis of the coronary artery of the subject is generated. That
A medical image processing method comprising:
被検体の心臓をスキャンして得られる核医学診断画像と、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報とを取得する第2取得部と、
少なくとも前記核医学診断画像を学習データとし、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を教師データとして、少なくとも核医学診断画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデルを生成するモデル生成部と、
を備える学習装置。
A second acquisition unit for acquiring a nuclear medicine diagnostic image obtained by scanning the heart of the subject and information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject;
At least the nuclear medicine diagnostic image is used as learning data, and the information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject is used as teacher data to generate a learned model that outputs information regarding the stenosis of the coronary artery of the subject based on at least the nuclear medicine diagnostic image. A model generator,
A learning device equipped with.
少なくとも被検体の心臓の内部状態を表す画像を取得する第1取得部と、
少なくとも前記画像に基づいて被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を出力する学習済みモデルに、少なくとも前記画像を入力することで、前記被検体の冠動脈の狭窄に関する情報を生成する狭窄情報生成部と、
を備える医用画像処理装置。
A first acquisition unit that acquires at least an image representing the internal state of the heart of the subject;
A stenosis information generation unit that generates information about the stenosis of the coronary artery of the subject by inputting at least the image to a learned model that outputs information about the stenosis of the coronary artery of the subject based on at least the image,
A medical image processing apparatus comprising:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007527743A (en) * 2004-02-03 2007-10-04 シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド System and method for automatic diagnosis and decision support for heart related diseases and conditions
JP2016156644A (en) * 2015-02-23 2016-09-01 玄紀 田中 Nuclear medicine examination method for computing predictive score for fractional flow reserve
JP2018517958A (en) * 2015-04-02 2018-07-05 ハートフロー, インコーポレイテッド System and method for predicting perfusion injury from physiological, anatomical and patient characteristics

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007527743A (en) * 2004-02-03 2007-10-04 シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド System and method for automatic diagnosis and decision support for heart related diseases and conditions
JP2016156644A (en) * 2015-02-23 2016-09-01 玄紀 田中 Nuclear medicine examination method for computing predictive score for fractional flow reserve
JP2018517958A (en) * 2015-04-02 2018-07-05 ハートフロー, インコーポレイテッド System and method for predicting perfusion injury from physiological, anatomical and patient characteristics

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